超導多芯坯料的結構和超導多芯導線的製造方法

2023-04-24 20:19:46

專利名稱：超導多芯坯料的結構和超導多芯導線的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種超導多芯坯料的物理結構和超導多芯導線的製造方法，其中本發明的超導多芯坯料的結構允許將其中複合的超導材料加工成具有符合要求的形狀的細絲。
背景技術：
由於超導導線傳送大電流而不會損失電力或產生鐵磁場的能力，所以超導導線已應用到各個領域。例如，在以下新技術領域中發現超導導線通過將超導系統引入電力系統例如發電機和輸電電纜的節能系統開發領域；新能源系統開發例如核聚變和磁流體動力學 (MHD)的發生；以及在利用鐵磁領域的新技術開發例如高能加速器和醫療應用的磁共振成像(MRI)。超導導線技術一直積極發展以推進超導應用技術。到目前為止，鈮-鈦(NbTi) 合金族導線已得以開發用於低於8T或9T的磁場，鈮-錫(Nb3Sn)化合物族導線或釩-鎵 (V3Ga)化合物族導線已得以開發用於在此強度之上的磁場。這些超導導線具有許多直徑為數十個微米或更小的超導細絲嵌入具有優良的熱傳導金屬如銅的基質中的結構，其中超導細絲的材料為例如NbTi或Nb3Sn。該類結構的超導導線被稱為細多芯導線。以下是關於使用NbTi合金作為其超導細絲的超導導線的製造方法的大體說明 (參考非專利文獻「超導工程，修訂版」，Ohmsha有限公司，pp 74-76，(1988年))。首先， NbTi合金經冷加工成圓棒。然後，將該棒插入銅管之後經面積縮小工序以獲得單芯導線。然後，單芯導線被切割成適當的長度。將由此切割的多個單芯導線包裝在銅容器，經過排氣， 接著蓋焊接以密封，由此形成複合坯料。此後，複合坯料重複經擠壓工序和面積縮小工序直到獲得所需的複合導線。為製造大電流容量導線，將因此獲得的許多複合導線包裝入另外的銅管之後進行另一個面積縮小工序是可行的。通常，NbTi合金導線的臨界電流密度會根據劇烈加工(面積縮小率為IO4或更多)與時效處理(在350 450°C的熱處理)條件的結合而大大增加。因此，細多芯導線通常是通過施加用冷加工的多次時效處理，接著施加加捻工序而獲得的。在製造超導導線中的最重要工序是通過將銅(Cu)、銅/鈮-鈦(Cu/NbTi)或銅/ 鈮(Cu/Nb)的單導線包裝在銅容器中製造複合坯料。該工序幾乎最終確定細多芯導線的形狀。因此，毫不誇張地說，該工序的完成質量將控制該導線的超導性能。然而，在上述的實施中，複合坯料通過將單芯導線手工插入銅容器中，需要調動許多手工而得以製造，因為切割成合適長度用於插入的單芯導線從幾十到一千和幾百，其中計數是非常大的。因此，不得已地消耗大量的人力和工時以滿足加工精度如單芯導線的線性的要求，造成增加製造成本。在常規實施中還有另一個問題，單芯導線的包裝密度具有限制。這意味著容納更多增加數量的單芯導線和將超導細絲細化對於更高性能的超導導線的未來需求是重要的。 為此，製造複合坯料以增加將包裝在銅容器中的單芯導線的數量，或相反增加複合工序的重複數量成為必需的。因此，由於常規實施具有限制，所以一直期望良好的可加工能力。提高將容納的單芯導線的數量意味著細多芯導線中的超導細絲之間的距離將變得比以前更短。因此，由於在部分超導細絲或幾乎所有超導細絲上因物理耦合和相鄰效應而出現的超導耦合所引起的交流電流損耗的增加，所以其性能退化。由此，當在製造複合坯料中除了將單芯導線包裝在銅容器中之外的簡單方法是可實施的時，不僅簡化製造方法並降低生產成本，而且還改善超導性能就成為可行的。JP 54-222758A，JP 2868966B2和JP 3445307B2描述了用於製造複合坯料的改進方法。根據它們的描述，用於擠壓的坯料是通過如下工序來製造的提供每個在其中具有多個縱孔的若干銅束(copper blocks)的束塊(pile),將超導材料棒插入束塊中的銅束的孔，將蓋放置在銅束的兩端，以及在真空中用電子束焊接銅束的束鐵的周邊。在JP 2868966B2描述的現有技術中，超導坯料通過在圓銅棒上製作孔，和將超導材料如鈮(Nb)棒插入該孔中來形成，其中孔的數量為，例如337、313、73、246、222和232。 此後，如此形成的超導坯料經歷熱擠壓、拉絲以及熱處理，之後直徑縮小以製造具有預定的最後直徑導線的超導多芯導線。在3445307B2中描述的現有技術中，超導坯料通過在圓銅合金棒中製作孔，和將超導材料例如鈮棒插入該孔而形成，其中孔的數量是19和37。此後，這樣形成的超導坯料經過擠壓和拉絲。拉絲後的坯料經切割以及在銅管內加工以形成超導多芯坯料。這樣製造的多芯坯料經過擠壓和拉絲以製造超導多芯導線。通常，排列孔使得孔間的空隙將得到最大的分離。這是因為較大的空隙使鑽孔加
工更容易。上述類型的超導多芯導線經過絕緣工序以形成超導繞組線，然後纏繞成線圈以製造成超導磁體，超導磁體的磁場由通過電流控制。在製造超導磁體的卷繞工序中，在卷繞位置和卷繞張力方面需要高精度技術。卷繞時的位置偏差對於磁場分布方面是嚴重的問題。 如果不均勻纏繞問題在卷繞操作中發生，在低於預定值的電流下這些問題會導致超導磁體的熱耗散(以下簡稱為失超)。超導磁體失超的原因包括由於電磁力的卷繞導線的擾動以及磁場的不穩定。一般認為實際操作中設備失超的發生大多歸因於卷繞導線的擾動。

發明內容
然而，上述的常規現有技術有如下所述的問題。在JP 54-222758A中描述的現有技術，需要多次真空電子束焊解，因此其製造工序複雜、製造成本增加。另外，因為每個銅束之間的接觸面積僅局限於焊接滲透處(2mm)，在隨後的工序即面積縮小工序中頻繁發生斷線。斷線發生頻率低是所希望的。當坯料經過常規加工以達到最終的導線直徑時，優選在成品導線長度方面斷線發生的頻率為O. 001次斷線/km或更少。在JP 2868966B2中所述的現有技術遇到圓銅棒的孔的數量大的問題。較大的孔數量增加了製造時間(成本)。JP 3445307B2中所述的現有技術使得用於擠壓的坯料的製造工序具有兩個階段的製造步驟。因此，製造工序如製作複雜，且製造時間(成本)增加。因此，上述現有技術的技術問題有兩個。一個是減少製造時間(成本)；另一個是在直徑縮小的拉絲過程中防止斷線。
本發明的第一個目的是提供給予製造時間(成本)的減少以及在直徑縮小拉絲過程中低的斷線發生的頻率的超導導線的物理結構，以及提供該超導導線的製造方法。本發明的第二個目的是保證由超導磁體產生的磁場的均勻性。本發明的第三個目的是抑制超導磁體的失超。解決問題的手段為了解決上述問題，本發明提供一種超導多芯坯料，包括具有多個在其中製備的縱孔且在該縱孔中填充有由NbTi組成的超導材料的圓形橫截面的銅或銅合金坯料，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的銅或銅合金與其中的NbTi的體積比；在所述坯料中製備所述多個縱孔使得每個縱孔以相等間隔排列在內層同心圓和外層同心圓兩者中的每個上，所述同心圓每個都與所述坯料的中心同心；外層同心圓上的縱孔的數量N1為不小於16且不大於38的偶數，內層同心圓上的縱孔的數量隊為被定義為&/2、&/4或&/8的數量；以及內層同心圓上的縱孔的位置為外層同心圓上相鄰的縱孔的位置之間的角中點。另外，上述定義的超導多芯坯料的另外特徵在於，在內層同心圓上的縱孔的數量 N2可以為素數。本發明進一步提供一種超導多芯坯料，包括具有多個在其中製備的縱孔且在該縱孔中填充有由NbTi組成的超導材料的圓形橫截面的銅或銅合金坯料，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為銅或銅合金與NbTi的體積比；在所述坯料中製備所述多個縱孔使得每個縱孔以相等間隔排列在一層同心圓上，所述同心圓與所述坯料的中心同心；以及在同心圓上的縱孔的數量N不小於16且不大於57。上述定義的超導多芯坯料的進一步特徵在於，所述縱孔的數量N為素數或者為不小於數Nb的素數，所述數Nb被定義為NaX 5，其中Na是不小於3的素數且不等於Nb。本發明進一步提供一種超導多芯導線的製造方法，其包括以下步驟在圓形橫截面的銅或銅合金坯料中鑽多個縱孔^fNbTi圓棒插入縱孔；用金屬蓋真空密封所述縱孔的兩端；以及將熱擠壓工序應用於具有插入其中的NbTi圓棒的真空密封后的坯料，接著重複應用拉絲和熱處理，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的銅或銅合金與其中的 NbTi的體積比；在所述坯料中製備所述多個縱孔使得每個縱孔以相等間隔排列在內層同心圓和外層同心圓兩者中的每個上，所述同心圓每個都與所述坯料的中心同心；外層同心圓上的縱孔的數量N1是不小於16且不大於38的偶數，內層同心圓上的縱孔的數量N2是被定義為&/2、&/4或&/8的數量；以及內層同心圓上的縱孔的位置為外層同心圓上相鄰的縱孔的位置之間的角中點。上述定義的超導多芯導線的製造方法的進一步特徵在於，在內層同心圓上的縱孔
的數量N2為素數。本發明進一步提供一種用於製造超導多芯導線的方法，其包括以下步驟在圓形橫截面的銅或銅合金坯料中鑽多個縱孔^fNbTi圓棒插入該縱孔；用金屬蓋真空密封縱孔的兩端；以及將熱擠壓工序應用於具有插入其中的NbTi圓棒的真空密封后的坯料，接著重複應用拉絲和熱處理，其中所述坯料的銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的銅或銅合金與其中的NbTi的體積比；在所述坯料中製備所述多個縱孔使得每個縱孔以相等間隔排列在一層同心圓上，所述同心圓與所述坯料的中心同心；以及在同心圓上的縱孔的數量N 不小於16且不大於57。
上述定義的超導多芯導線的製造方法的進一步特徵在於，縱孔的數量N為素數或為不小於數Nb的素數，所述數Nb被定義為NaX 5，其中Na是不小於3的素數且不等於Nb。由於本發明優化了在超導多芯坯料中的縱孔的數量，所以本發明可以降低超導多芯導線的製造時間(成本)。此外，限定所述坯料上縱孔的數量為素數分散了張力，消除了局部集中，從而在直徑縮小拉絲過程中的斷線受到抑制。另一個有益效果是，使用上述結構的導線對改善磁場的均勻性和抑制超導線圈的失超是有用的技術。


圖I是本發明的第一實施方式中的超導多芯坯料的剖視圖。圖2是本發明的第二實施方式中的超導多芯坯料的剖視圖。圖3A是本發明的第三實施方式中的超導多芯坯料的剖視圖。圖3b是本發明的第三實施方式中的超導多芯導線的剖視圖。圖4A是第一比較例的超導多芯坯料的剖視圖。圖4B是第一比較例的超導多芯導線的剖視圖。圖5是在第二比較例的超導多芯坯料的剖視圖。圖6是第三比較例的超導多芯坯料的剖視圖。圖7是對繞組的均勻性和超導失超進行評估的超導磁體的剖視圖。
具體實施例方式下面參照附圖提供關於本發明的實施方式的說明。實施方式I在本發明實施方式中，多芯超導坯料是由在圓形橫截面的銅或銅合金坯料中製備多個縱孔而形成的，其中縱孔填充有包括Nb的超導材料。銅或銅合金與在該坯料中使用的超導材料的體積比被稱為銅比。通常，消費者設定對銅比的範圍(即銅與NbTi的體積比)、超導導線的直徑、超導細絲的直徑及其他細節的要求。在此條件下的大多數情況中，製造商根據客戶設定的要求確定超導導線的詳細物理結構。如果指定三個參數導線直徑d、超導細絲直徑ds。、銅比m， 則分割數N是唯一確定的。在它們之間，如下所示的關係是有效的。NX /4X dsc2 = I/ (m+1) X π /4X d2因此，分割數N由下面的公式表示。N = I/(m+1) X (d/dsc)2這意味著銅比m越小，分割數N越大，即縱孔的數量增加；或者銅比m越大，孔的數
量越小。當細絲直徑ds。變小或分割數(division number)增加(通常製造成本也相應增加)時，超導導線會具有高性能。在超導導線中，位於在橫截面上外部區域的超導細絲顯示出良好的可加工性。因此，優選儘可能將細絲定位在外部區域。這意味著應該在客戶允許的銅比和細絲直徑的要求範圍內將細絲排列在可行的最外層區域。關於橫截面結構、幾何對稱結構是優選的，因為當經直徑縮小工序時對稱結構使橫截面上的塑性變形均勻地發生。為了實現對稱結構，內層上的縱孔的數量N2和外層上的縱孔的數量N1之間的關係必須滿足N2 = N/2或=Ni/4或=N/8。該實施方式應用於其中銅比大於4的情況。如果銅比為三，則細絲和相應的縱孔的數量將會增加，因此細絲必須布置為三或四層設置，而不是在本實施方式中所採用的兩層設置。這意味著細絲被迫排列延伸到更內層區域。此外，具有小的分割數的導線結果使得細絲直徑ds。大導致性能問題。 縱孔的總數量N為20 57的原因在於，如果N小於20，不可能將將超導材料細分而沒有造成不好性能；相反地，更大的N需要大量的不可以接受的製作縱孔的加工成本。圖I中，數字符號I表不超導多芯還料，2表不銅或銅合金還料，3表不在所述還料中製備的縱孔，4表示在縱孔中插入的超導材料。在圖I所示的實施例中，縱孔3排列在外層同心圓(D2外)和內層的同心圓(D2內) 上，其中排列在外層上的縱孔的數量N1為28，內層上的縱孔的數量N2為14。縱孔3以相等間距，即等角間距α和β鑽孔。換句話說，角α等於360/Npg卩12.86°，角β等於360/ N2, S卩25. 71°。圖I說明其中N1為28的結構的例子。在其中結構為兩層布置的情況中， 優選N1為18至38的偶數，N2為9至18的整數。還優選內層上的縱孔3的排列角度為外層上的排列角度的中間值，即該圖中表示的角Y為I. 5Χ α。確定內層上的縱孔的排列角度為外層上的排列角度的中間值的原因是為了抑制超導細絲的不規則變形。因此，N1等於(2或4或8) XN2是符合幾何邏輯的。因此，N1必須是偶數。如果坯料2的外徑由D1表示，則同心圓D2#的直徑約為D1XO. 8，同樣D2 @大約為 D1XO. 6。然而，D2,、D2rt和D1之間的關係不僅限於這樣的範圍。用於插入縱孔的可應用超導材料4包括NbTi圓棒，銅覆蓋的NbTi圓棒，或具有纏繞在其上的鈮(Nb)薄片或鉭(Ta)薄片的NbTi圓棒。超導多芯材料通過製造圖I所示的超導多芯坯料、用金屬蓋真空密封其兩端、應用熱擠壓以及在預定的條件下拉絲和熱處理的工序而製造。接著，下面提供關於使用圖I所示的超導多芯坯料的超導多芯導線的製造方法的詳細說明。首先，提供外徑為235mm和長度為850mm的圓銅棒作為坯料2。然後，在坯料2 中製備每個孔的內徑為15mm的縱孔3，使得每個縱孔3被排列在外層同心圓(具有184mm 的直徑D2,)或內層同心圓(具有138_的直徑D2J上。在外層同心圓上的縱孔3的數量N1為28以及在內層同心圓上的縱孔3的數量N2為14 ;總數NJN2為42。每個縱孔3在同心圓上以相等間距，即相等角α (12.86° )和β (25.71° )鑽孔。在內層上的縱孔3的排列角度為在外層上的排列角度的中間值，即為圖中所示的 I. 5Χ α的角度。具有最後加工導線直徑為I. 2mm的超導多芯(42芯)導線通過如下工序來製造 將具有14. 8mm外徑的NbTi圓棒作為超導材料4插入縱孔3 ;用金屬蓋真空密封其兩端；以及熱擠壓，在預定的條件下重複拉絲和熱處理。用於超導多芯導線的超導多芯坯料I的銅(坯料2)的面積為3. 14 X (235/2) 2-3· 14 X (28+14) X (15/2)2 = 35933mm2,以及超導材料4的截面積為
3. 14 X (28+14) X (14. 8/2)2 = 7222mm2。因此，銅比為35933/7222，即 5。在該實施方式中在拉絲的過程中沒有斷線發生，直到該工序達到最後加工直徑。 在現實中，在拉細到導線的最後加工直徑的過程中，從概率方面來說斷線發生的頻率是很低的。因此，定量區別的實驗性評價是需要加工很長長度的材料。在此，為了比較調查斷線發生的頻率,製備加工至導線最後加工直徑的材料,並且將該材料經過三次拉絲,其中面積縮小率為26%。對由此加工的材料通過計算在三次拉絲過程中發生斷線的數量進行評估。 這意味著該導線經過3次模拉絲從直徑I. 28mm (最終加工直徑)縮小至I. 03mm,再縮小至 O. 888mm,進一步至O. 763mm,計算在該過程中每單位導線長度的斷線數。作為本發明人辛勤研究的結果，發明人獲知額外的3次拉絲使得斷線發生的頻率增加到約100倍於在拉細到導線的最後加工直徑的過程中所發生的頻率，其中直到加工達到導線的最後加工直徑時就導線長度方面斷線發生的頻率被定義為P(次斷線/km)。在本發明的該描述中，評價斷線發生的頻率的結果是以通過將所測量的斷線發生頻率乘以100 來轉化成為在最後加工直徑導線階段將會出現的斷線發生頻率的數值來表示。在此實施方式中，轉換成導線的最後加工直徑的長度的斷線發生頻率為O. 0008 次斷線/km，其證實了本發明的製造方法滿足要求(斷線發生頻率應小於O. 001次斷線/
km) ο實施方式2在第二實施方式中，所述坯料的內層上的縱孔的數量N2被確定為素數。該實施方式應用基於素數的幾何不對稱結構，其目的確定內層上的縱孔的數量，但是該實施方式在塑性變形方面仍然使用對稱結構。N2為素數的原因是在拉絲過程中超導細絲的不規則變形受到抑制。和實施方式I 一樣，實施方式2適用於銅比大於4的情況。如實施方式I 一樣，內層上的縱孔的數量N2和外層上的縱孔的數量N1之間的關係由方程N2 = N1A或N1A或N/8 確定。在圖2所示的實施方式中，縱孔3排列在外層同心圓(D2I)和內層的同心圓(D2 )上，其中排列在外層上的縱孔的數量N1為26以及排列在內層上的縱孔的數量N2為13。 如實施方式1，縱孔3以相等間距，即等角間距α和β鑽孔。換句話說，角α為360/Νρ 即13. 85°，角β為360/N2，S卩27. 69°。儘管，圖2所示的結構與圖I所示的不同。優選 N2為3至19的素數,N1為滿足N1 > 2XN2的偶數。和實施方式I 一樣，還優選的是內層上的縱孔3的排列角度為外層上的排列角度的中間值，即為如該圖所示的I. 5X α。％#和D2 @之間的關係與實施方式I相同。與實施方式I 一樣，可適用於插入到縱孔3中的超導材料4為NbTi圓棒。超導多芯導線通過製造圖2所示的超導多芯坯料I ;用金屬蓋真空密封其兩端；在預定條件下應用熱擠壓、拉絲和熱處理的工序而製造。接著，下面提供關於圖2所示的超導多芯坯料的製造方法的詳細說明。首先，提供外徑為235mm和長度為850mm的圓銅棒作為坯料2。然後，在坯料2中製備每個內徑都為15mm的縱孔3使得每個縱孔3將排列在外層同心圓(具有184mm直徑D2#)或內層同心圓(具有140mm直徑D2rt)上。外層同心圓上的縱孔3的數量N1為26，內層同心圓上的縱孔3的數量N2為13 ;總數N^N2為39。每個縱孔3以相等間距，即等角α (13. 85。)和 β (27.69° )在同心圓上鑽孔。內層上的縱孔3的排列角度為外層上的排列角度的中間值，即如該圖中所示的角 度I. 5Χ α。具有I. 2mm導線的最後加工直徑的超導多芯(39芯)導線I通過如下工序來 製造將具有外徑14. 8mm的NbTi圓棒作為超導材料4插入到縱孔3 ;用金屬蓋真空密封其 兩端；以及在預定的條件下反覆應用熱擠壓、拉絲和熱處理。用於超導多芯導線的超導多芯坯料I的銅(坯料2)的截面積為3. 14 X (235/2) 2-3· 14 X (26+13) X (15/2)2 = 35933mm2,以及超導材料4的截面積為3. 14 X (26+13) X (14. 8/2)2 = 6706mm2。因此，銅比為36463/6706，即 5. 4。在拉絲過程中直到達到最後加工直徑沒有發生斷線。以與實施方式I相同的方式將斷線發生的頻率轉化成最後加工直徑導線的長度 的斷線發生頻率，其為O. 0004次斷線/km，這證實了本發明的製造方法滿足要求(斷線發生 頻率應該小於O. 001次斷線/km)。表I是在圖I和2所示的本發明實施方式的那些結構中的縱孔的數量的列表。表 I最右邊欄顯示由符號◎、〇和X表示的斷線評價結果。每個符號的意思是X :每Ikm長度斷線發生超過O. 001次斷線；O 每Ikm長度斷線發生不超過O. 001次斷線；◎ 每Ikm長度斷線發生不超過O. 0005次斷線。表I
權利要求
1.一種超導多芯坯料，包括具有多個在其中製備的縱孔且在該縱孔中填充有由鈮-鈦 (NbTi)組成的超導材料的圓形橫截面的銅或銅合金坯料，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的所述銅或所述銅合金與其中的鈮-鈦的體積比；在所述銅或銅合金坯料中製備所述多個縱孔使得每個所述縱孔將以相等間距排列在內層同心圓和外層同心圓兩者中的每個上，所述同心圓每個都與所述銅或銅合金坯料的中心同心；所述外層同心圓上的所述縱孔的數量N1為不小於16且不大於38的偶數；所述內層同心圓上的所述縱孔的數量N2為被定義為N/2J/4或K/8的數量；以及所述縱孔在所述內層同心圓上的位置為所述外層同心圓上相鄰的縱孔的位置之間的角中點。
2.根據權利要求I所述的超導多芯坯料，其中，所述內層同心圓上的所述縱孔的數量N2為素數。
3.一種超導多芯坯料，包括具有多個在其中製備的縱孔且在該縱孔中填充有由鈮-鈦 (NbTi)組成的超導材料的圓形橫截面的銅或銅合金坯料，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的所述銅或所述銅合金與其中的鈮-鈦的體積比；在所述銅或銅合金坯料中製備所述多個縱孔使得每個縱孔將以相等間距排列在一層同心圓上，所述同心圓與所述銅或銅合金坯料的中心同心；所述同心圓上的所述縱孔的數量N1不小於16且不大於57。
4.根據權利要求3所述的超導多芯坯料，其中，所述縱孔的數量N為素數，或者N為33、 35 或 36。
5.一種超導多芯導線的製造方法，包括以下步驟在圓形橫截面的銅或銅合金坯料中鑽多個縱孔；將鈮-鈦圓棒插入所述縱孔；用金屬蓋真空密封所述縱孔的兩端；以及將熱擠壓工序應用於具有插入其中的鈮-鈦圓棒的所述真空密封后的坯料，接著重複應用拉絲和熱處理，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的所述銅或銅合金與其中的鈮-鈦的體積比； 在所述銅或銅合金坯料中製備所述多個縱孔使得每個所述縱孔以相等間隔排列在內層同心圓和外層同心圓兩者中的每個上，所述同心圓每個都與所述銅或銅合金坯料的中心同心；所述外層同心圓上的縱孔的數量N1是不小於16且不大於38的偶數；所述內層同心圓上的縱孔的數量N2是被定義為N/2J/4或K/8的數量；以及所述內層同心圓上的所述縱孔的位置為所述外層同心圓上相鄰的縱孔的位置之間的角中點。
6.根據權利要求5所述的超導多芯導線的製造方法，其中，所述內層同心圓上的所述縱孔的數量N2為素數。
7.一種超導多芯導線的製造方法，包含以下步驟在圓形橫截面的銅或銅合金坯料上鑽多個縱孔；將鈮-鈦圓棒插入所述縱孔；用金屬蓋真空密封所述縱孔的兩端；以及將熱擠壓應用於具有插入其中的鈮-鈦圓棒的所述真空密封后的坯料，接著重複應用拉絲和熱處理，其中銅體積比不小於4，所述銅體積比為其中的銅或銅合金與其中的鈮-鈦的體積比； 在所述銅或銅合金坯料中製備所述多個縱孔使得每個所述縱孔以相等間隔排列在一層同心圓上，所述同心圓與所述銅或銅合金坯料的中心同心；以及所述同心圓上的所述縱孔的數量N不小於16且不大於57，或者N為33、35或39。
8.根據權利要求7所述的超導多芯導線的製造方法，其中，所述縱孔的數量N為素數， 或者N為33、35或36。
9.使用權利要求5 8中任一項所述的超導多芯導線的超導磁體。
全文摘要
本發明提供一種超導多芯坯料的物理結構和超導多芯導線的製造方法，以給予製造時間(成本)的減少以及在直徑縮小拉絲過程中低的斷線發生頻率。本發明的超導多芯坯料具有如下結構在具有圓形橫截面的銅或銅合金坯料2中製備多個縱孔；所述縱孔填充有由NbTi組成的超導材料4；銅體積比不小於4，所述銅體積比為銅或銅合金與NbTi的體積比；在該坯料中製備所述多個縱孔使得每個縱孔以相等間距排列在內層同心圓和外層同心圓兩者中的每個上。
文檔編號H01B12/10GK102610323SQ20121001650
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月18日 優先權日2011年1月20日
發明者古東博, 宮下克己, 木村守男, 櫻井義博, 笹岡高明, 鈴木洋一 申請人:日立電線株式會社